Повышение экологической эффективности орошения в Саратовском Заволжье на основе совершенствования дождевальной машины "Фрегат"

• Автор: Васильев, Валерий Васильевич
• Шифр специальности: 06.01.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 169 с. : ил.

I СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ
ИССЛЕДОВАНИЯ
1Л Орошаемое земледелие Саратовского Заволжья
1.2 Полив дождеванием, технические средства и технологии
при поливе дождеванием
1.2.1 Общие сведения о поливе дождеванием
1.2.2 Технические средства и технологии полива дождеванием
1.3 Дождевальная машина «Фрегат», особенности конструкции,
основные характеристики
1.4 Системы аварийной защиты ДМ «Фрегат»
1.4.1 Система механической аварийной защиты
1.4.2 Система электрогидравлической защиты
1.4.3 Серийная система гидравлической аварийной защиты
1.4.4 Система гидравлической аварийной защиты конструкции
ВолжНИИГиМ
1.4.5 Система автоматической синхронизации движения
самоходных тележек
1.5 Сливная система гидроприводов
1.6 Цель и задачи исследования
II ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ДОЖДЕВАЛЬНОЙ МАШИНЫ «ФРЕГАТ»
2.1 Обоснование необходимости совершенствования
гидравлической защиты ДМ «Фрегат»
2.2 Основные технические требования по совершенствованию
системы гидравлической защиты дождевальной машины «Фрегат»
2.3 Теоретическое обоснование принципиальной схемы таймера
гидравлической защиты
2.4 Теоретическое обоснование и определение рациональных
параметров таймера гидравлической защиты
2.4.1 Обоснование временных установок таймера гидравлической
защиты
2.4.2 Определение параметров поплавка
2.4.3 Расходная характеристика таймера гидравлической защиты
2.4.4 Обоснование вместимости аккумулирующей емкости
2.5 Разработка эффективного разбрызгивающего устройства
сливной системы гидроприводов ДМ «Фрегат»
2.5.1 Обоснование необходимости совершенствования
сливной системы
2.5.2 Разработка эффективного разбрызгивающего устройства
2.6 Выводы

III ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
ЗЛ Программа экспериментальных исследований
3.2 Методика экспериментальных исследований
3.2.1 Лабораторные исследования таймера
гидравлической защиты
3.2.2 Полевые исследования таймера гидравлической защиты и
разбрызгивающего устройства сливной системы гидроприводов
3.3 Методика обработки результатов исследований
IV РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИСССЛЕ ДОВ АНИЙ
4.1 Лабораторные исследования таймера гидравлической защиты
4.2 Исследования величины поверхностного стока при поливе
дождевальными машинами «Фрегат»
4.3 Исследование выноса питательных веществ из почвы
с поверхностным стоком
4.4 Выводы
V ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ
ИССЛЕДОВАНИЙ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ
5.1 Эффективность усовершенствованных ДМ «Фрегат»
5.1.1 Методика расчета экономической эффективности
усовершенствованных ДМ «Фрегат»
5.2 Рекомендации производству
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

Регион Саратовского Заволжья - крупнейший производитель зерна, мяса, молока и другой сельскохозяйственной продукции в Российской Федерации. В целом регион характеризуются благоприятными теплоэнергетическими и почвенными ресурсами, однако часто повторяющиеся засухи наносят большой вред сельскому хозяйству, поэтому получать высокие урожаи зерновых, кормовых и технических культур независимо от погоды можно только в условиях орошаемого земледелия. Как в ближайшее время, так и в отдаленной перспективе, орошаемое земледелие в Саратовском Заволжье будет играть ключевую роль в стабилизации и росте объемов производства продукции растениеводства и животноводства, экономике хозяйств и в решении социальных проблем.
В последнее время все больше внимания уделяется экологической безопасности сельскохозяйственного производства. Особенно важной является проблема сохранения почвенного плодородия, поскольку от этого напрямую зависит урожайность сельскохозяйственных культур.
Основным способом орошения земель в Саратовском Заволжье является дождевание. Наибольшее распространение для полива сельскохозяйственных культур в регионе получили дождевальные машины «Фрегат», численность которых в парке дождевальной техники составляет 72,6%. Однако опыт эксплуатации ДМ «Фрегат» выявил недостатки в конструкции гидравлической защиты и сливной системы, которые негативно сказываются на экологическом состоянии орошаемого поля. Особенно явно они прослеживаются на машинах проработавших 5 и более лет, при поливе которыми могут происходить частые остановки машины без отключения от питающей сети. Также необходимо отметить, что у этих машин, вследствие низкой надежности сливной системы отработанная вода не отводится от тележки, а сливается непосредственно в колею. Все это приводит к переполивам участков орошаемого поля, углублению колеи, водной эрозии, выносу питательных веществ из почвы с поверхностным стоком, частичному заболачиванию и вторичному засолению земель, непроизводственным потерям оросительной воды, неоправданному перерасходу электроэнергии. Поэтому необходимо устранить выявленные недостатки и усовершенствовать гидравлическую защиту и сливную систему, чтобы дождевальные машины «Фрегат» наиболее полно отвечали требованиям безопасного полива, экономии водных ресурсов и оптимизации технологий производства растениеводческой продукции. С учетом всего выше изложенного, нами выбрана тема диссертационной пабор - интенсивность дождя, ^ - время начала поверхностного стока Рис. 2.1. Теоретическая схема распределения слоя дождя.
Полив должен производится таким образом чтобы время подачи воды на элементарную площадку не превышало времени при котором начинается поверхностный сток (1с).
Определить время начала поверхностного стока можно по формуле:
Чтобы рассчитать величину поверхностного стока на элементарной площадке в любой момент времени (11), после начала стока (1с) (см. рис. 2.1), в нашем случае, когда произошла остановка дождевальной машины и полив производится в стационарном положении с постоянной интенсивностью дождя, необходимо найти площадь криволинейной трапеции ограниченной прямой интенсивности дождя (р) и кривой скорости впитывания (К1):
Очевидно, что чем больше время нахождения элементарной площадки под дождем, тем больше величина поверхностного стока.
(2.11)
(2.12)